隨著新能源車的普及,動力電池行業規模預計將快速增長。我國的動力鋰電池產業從無到有發展迅速,已進入工業化建設和推廣應用的關鍵階段,而電動鋰電池的發展過程已經處于國際領先地位。改革開放進一步擴大,將優先惠及優質企業,以高端帶動中低端升級,共同向高質量發展,這將是新能源電池產業中長期發展的主旋律。
市場背景
在全球鋰電池市場日趨成熟的背景下,動力鋰電池已經成為新的引擎,帶動整個鋰電產業鏈快速發展。預計未來幾年國內對動力鋰電池的需求將快速增加,全球鋰電池設備市場也會逐漸向中國轉移,可以預見中國將會成為最大的鋰電應用市場之一。
下面,和大家分享鋰電池封邊缺陷檢測的案例,在鋰電池的實際生產中為防止電池漏液,造成安全事故,鋰電池封邊檢測應做到:
1、檢測電池是否封邊完好;
2、封邊到電池邊緣的距離,以及是否存在褶皺。
一、難點檢測
工件有銀色、黑色2種顏色,銀色工件反光性較強,要求光源的均勻性比較好,在檢測褶皺時易與背景區分。

二、視覺檢測硬件系統
實驗環境采用自行搭建的模擬現場環境。如圖3所示:實驗采用的視覺檢測系統主要由相機、鏡頭及光源組成。相機分辨率為3840×2748像素。鏡頭采用高清晰1000萬像素級定焦鏡頭,鏡頭工作距離為540±5mm,視場100mmx75mm。實際運用中,光源需采用高角度進行打光,采用了系列環形光源結合打光,突出鋰電池的三維信息,有效解決對角照射陰影問題,也能克服光源亮度不夠的情況,光源的均勻性可以得到保證。同時采用條形光源, 從側面進行打光可增強褶皺與背景之間的對比度,更好的突出缺陷部分。視覺檢測硬件系統可嵌入式的安裝在所需檢測工位上,基本無需對原有設備進行改造。

▲圖3 ?鋰電池缺陷檢測示意圖
三、獲取圖像
獲取圖像要點:
1、需抓取電池封邊的上邊緣與電池上邊緣,通過測量兩者之間的間距,來判斷封邊是否有偏移(如圖4所示);
2、需抓取電池封邊上的褶皺,來判斷是否封邊完好(如圖5所示)。

四、軟件檢測說明
智能視覺軟件是基于Windows系統的圖像處理軟件,具有圖形化操作界面,包含多種圖像處理功能,可對圖像內容進行多種運算以及疊加處理,使其達到理想效果。
4.1 ?檢測封邊距離
鋰電池封邊檢測時,受到各種褶皺影響局部反光效果不均勻,因此普通軟件方法檢測距離時容易受到平整度和背景整潔度的影響。通過智能視覺軟件各種圖像算法疊加可將干擾因素過濾,只保留需要的部分。檢測結果如圖:

4.2 ?褶皺檢測
因褶皺檢測特征相對邊緣不夠明顯,干擾因素更多,檢測難度較大。但通過智能視覺軟件合理的圖像運算疊加,可得到需要的圖像效果,甚至在特征不明顯時也可將其突顯出來。
由于打光效果差異,產品圖像效果整體趨向于平面化,褶皺相較于其他打光方式更為明顯,經AI-Intsoft智能視覺軟件合理的圖像處理運算,褶皺部位顯示為黑色連通的鐘乳石效果,檢測其連通性即可判斷褶皺。

這里主要以鋰電池進行作為實驗對象,結合智能視覺軟件,完成對鋰電池封邊缺陷檢測。通過仿真確定以中值濾波為基礎的各種解決方法。深入研究了圖像的處理算法,其中包括圖像提取、中值濾波、二值化等步驟。最后通過邊緣模板匹配的相似度值對比,檢測到鋰電池的封邊是否偏移、判斷褶皺等問題。該方法還可用于其他行業對缺陷進行檢測的項目中。
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